【正文】 .............................. 67 第八章 .供電系統(tǒng)微機保護 ................................................. 74 微機繼電保護綜述 ................................................. 74 微機繼電保護的主要特點 ..................................... 74 微機繼電保護與傳統(tǒng)的繼電保護技術(shù)相比的優(yōu)缺點 ............... 75 微機繼電保護的硬件原理： ......................................... 77 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) ................................................ 77 CPU 主系統(tǒng) .................................................. 77 開關(guān)量輸入 /輸出回路 ......................................... 78 微機繼電保護實物圖 ......................................... 80 微機繼電保護的算法 ......................................... 80 微機繼電保護的軟件原理 ........................................... 81 微機繼電保護裝置的軟件構(gòu)成 ................................. 81 微機保護的軟 件設(shè)計 ......................................... 83 35/6KV 供電系統(tǒng)微機保護匯總表 .................................... 83 KLD9331 微機變壓器差動保護裝置 .......................................... 83 KLD9371 微機 PT 監(jiān)測切換裝置 ............................................. 84 變壓器的微機保護 ................................................. 84 VI 變壓器的瓦斯保護 ........................................... 84 微機變壓器的差動保護裝置 ................................... 85 變壓器的過流保護 ........................................... 86 備用電源自投保護測控裝置 ......................................... 86 裝置功能及適用范圍 ......................................... 87 一次接線示意圖： ........................................... 87 第九章 .變電所的防雷與接地 ............................................... 88 變電所防雷 ....................................................... 88 常用的防雷保護裝置 ......................................... 88 變電所的防雷措施 ............................................ 89 變電所接地 ....................................................... 89 接地的要求 ................................................. 90 接地的種類 ................................................. 90 回路式接地裝置 .............................................. 90 結(jié) 論 .................................................................. 92 致 謝 .................................................................. 93 參考文獻 ................................................................ 94 1 前 言 本設(shè)計針對某 A 煤礦實際情況，進行供電系統(tǒng)設(shè)計解決礦山實際問題，即鞏固了所學(xué)的專業(yè)知識，又培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力及實際工程設(shè)計的基本技能，還學(xué)會查閱技術(shù)資料和各種文獻的方法，最終掌握煤礦供電系統(tǒng)設(shè)計的基本方法。 電能是現(xiàn)代煤礦生產(chǎn)的主要能源和動力，首先應(yīng)該保證供電 的可靠性和安全性，并做到技術(shù)和經(jīng)濟方面合理的滿足生產(chǎn)的需要。由于煤礦生產(chǎn)條件的特殊性，對供電系統(tǒng)有特殊的要求，因此對煤礦供電系統(tǒng)的設(shè)計要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定進行設(shè)計。 本設(shè)計主要完成以下工作：針對礦井負(fù)荷的用電要求，用需要系數(shù)法進行了負(fù)荷計算。據(jù)此對主變壓器進行選擇，并進行無功補償。根據(jù)變電所主接線的設(shè)計原則，對變電所的主接線進行設(shè)計： 35kV 側(cè)采用全橋接線 ,10kV 母線采用單母分段接線形式。采用標(biāo)幺值法對供電系統(tǒng)進行了短路計算。按安裝地點、運行環(huán)境和使用要求對電氣設(shè)備的規(guī)格型號進行選擇，并對它們進行動 穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性校驗。繼電保護裝置保證了電氣設(shè)備或線路發(fā)生故障時，斷路器能迅速動作，且有選擇地將故障切除，以免事故擴大。為防止變電所遭到雷擊，還進行了防雷保護。此外，為了保障人身與設(shè)備的安全，還要對變電所進行保護接地設(shè)計。 以上只是 35kV 變電所供電系統(tǒng)初步設(shè)計的簡單介紹，一些具體的數(shù)據(jù)分析和計算方法，在本設(shè)計中會給出詳細(xì)的說明。 由于個人能力有限 ,在設(shè)計中難免會出現(xiàn)這樣或那樣地錯誤和不妥之處，懇請各位老師能夠批評指正。 2 第一章 概 述 設(shè)計內(nèi)容 （ 1）礦井負(fù)荷計算和無功功率補償； （ 2）地面 35kV 變電所主變壓器的選擇與校驗； （ 3）地面 35kV 變電所主接線方案確定； （ 4）短路電流計算； （ 5）地面 35kV 變電所一次設(shè)備的選擇與校驗； （ 6）電力線路的選擇與校驗 （ 7）地面 35kV 變電所二次回路方案的選擇與微機保護的整定； （ 8）地面 35kV 變電所的防雷與接地。 煤礦概述 燕龕煤炭有限責(zé)任公司下轄的程莊煤礦和燕龕煤礦，井田相鄰，地跨陽泉市郊區(qū)河底鎮(zhèn)和盂縣路家村鎮(zhèn)。兩個井田均批準(zhǔn)開采 1 15 號等五個煤層，井田面積共計 。 根據(jù)兩個礦井 的實際情況，燕龕煤炭有限責(zé)任公司決定對兩個礦井的技術(shù)改造工程進行調(diào)整：關(guān)閉燕龕煤礦，將其 ；集中改造程莊煤礦，生產(chǎn)規(guī)模由 Mt/a 擴建至 Mt/a。 現(xiàn)需建設(shè)地面 35/10kV 礦井變電所一座，供電線路采用雙回路 35kV 架空線。一回主供電源引自葦泊 110kV 變電站，長度 ；另一備用電源線路引自燕龕 110kV 變電站，長度 。 35kV 母線最大短路參數(shù) Sdmax=450MVA,變電所距井下中央變電所 1km. 3 第二章 負(fù)荷計算和無功補償 負(fù)荷計算的目的 進行企業(yè)電力負(fù)荷計算的主要目的就是為正確的選擇企業(yè)各級變電站的變壓器容量，各種電氣設(shè)備的型號、規(guī)格以及供電網(wǎng)所需導(dǎo)線的型號、截面積等提供科學(xué)依據(jù)。其中，求計算負(fù)荷，或稱需用負(fù)荷，目的是為了合理地選擇企業(yè)各級變壓器的變壓器容量和電氣設(shè)備的型號等。求尖峰電流，用于計算電壓損失、電壓波動、選擇熔斷器和保護元件等。求平均負(fù)荷，用來計算全場電能需要量、電能損耗和選擇無功補償裝置等。 負(fù)荷計算的方法 我國設(shè)計部門在進行企業(yè)供電設(shè)計時經(jīng)常采用地電力負(fù)荷計算方法有：需用系數(shù)法、二項系 數(shù)法、單位電耗法、利用系數(shù)法和單位面積功率法等。需用系數(shù)法計算簡便，對于任何性質(zhì)的企業(yè)負(fù)荷均適用，且計算結(jié)果基本上符合實際。因此，這種計算方法應(yīng)用最廣泛。尤其對用電設(shè)備容量相差較小且用電設(shè)備數(shù)量較多的用電設(shè)備組，這種計算方法最為適宜。二項系數(shù)法則主要適用于用電設(shè)備容量相差大的場合，如機械加工企業(yè)、煤礦井下綜采工作面等。利用系數(shù)法是以平均負(fù)荷作為計算的依據(jù)，利用概率論分析出最大負(fù)荷與平均負(fù)荷的關(guān)系。這種計算方法雖理論依據(jù)較充分，但由于目前積累的使用數(shù)據(jù)不多，且計算步驟較繁瑣，精確度也并不比前兩種方法強多少，所 以，目前已逐漸不被采用。最后兩種方法常用于方案估算。因此， 本設(shè)計采用需要系數(shù)法進行負(fù)荷計算，步驟如下： 負(fù)荷計算方法 用電設(shè)備組計算負(fù)荷的確定 用電設(shè)備組是由工藝性質(zhì)相同、需要系數(shù)相近的一些設(shè)備合并成的一組用電設(shè)備。在一個車間中可根據(jù)具體情況將用電設(shè)備分為若干組，再分別計算各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷。其計算公式為： Pca=KdPNΣ （ 21） 4 Qca=Pcatan φ （ 22） Sca= caca QP 22 ? （ 23） Ica=NcaUS3 （ 24） 式中 Pca、 Qca、 Sca—— 該用電設(shè)備組的有功、無功、視在功率計算負(fù)荷。 PNΣ —— 該用電設(shè)備組的設(shè)備總額定容量 ,KW UN—— 額定電壓 ,V； tanφ —— 功率因數(shù)角的正切值； Ica—— 該用電設(shè)備組的計算負(fù)荷電流， A。 Kd—— 需要系數(shù)，由表 22查得。 多個用電設(shè)備組的計算負(fù)荷 在配電干線上或車間變電所低壓母線上，常有多個 用電設(shè)備組同時工作，但是各個用電設(shè)備組的最大負(fù)荷并非同時出現(xiàn)，因此在求配電干線或車間變電所低壓母線的計算負(fù)荷時，應(yīng)再計入一個同時系數(shù) Ksi。具體計算如下： Pca=Ksi?? ?mi iNdiPK1 )( （ 25） Qca=Ksi?? ?mi iiNdiPK1 )tan( ? （ 26） Sca= caca QP 22 ? （ 27） Ica=NcaUS3 （ 28） 式中 Pca 、 Qca 、 Sca—— 為配電干線或變電站低壓母線的有功、無功、視在計算負(fù)荷； Ksi —— 同時系數(shù)，其值見表 23； m —— 該配電干線或變電站低壓母線上所接用電設(shè)備組總數(shù)； Kdi 、 i?tan 、 ?iNP —— 分別對應(yīng)于某一用電設(shè)備組的需用系數(shù)、功率因數(shù)角 正切值、總設(shè)備容量； 5 Ica—— 該干線或變壓站低壓母線上計算電流， A； UN—— 該干線或低壓母線上的額定電壓， V。 負(fù)荷計算過程 各用電設(shè)備組負(fù)荷計算 用電設(shè)備分組，由表 22 確定各組用電設(shè)備的總額定容量。 由表 22查出各用電設(shè)備組的需用系數(shù) Kd和功率因數(shù) cosφ，根據(jù)公式 21計算出各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷。 1. 井下負(fù)荷： (1)一水平主排水泵 Kd=， cosφ =， tanφ = 有功功率： Pca=KdPNΣ = 110=。 無功功率： Qca=Pcatanφ = =； 視在功率： Sca= caca QP 22 ? = 22 ? = 計算電流： Ica=NcaUS3 = ? = 用同樣方法可計算出其它各用電設(shè)備組的計算負(fù)荷，結(jié)果記 入表 21全礦電力負(fù)荷計算負(fù)荷表中。 （ 2） 井下負(fù)荷合計 有功功率： Pca=Ksi?? ?mi iNdiPK1 )(= 4913= 無功功率： Qca=Ksi?? ?mi iiNdiPK1 )tan( ?= 4732 = 視在功率： Sca= caca QP 2